五大类重金属污染物治理技术可行性分析

五大类重金属污染物治理技术及可行性分析(一)铅(Pb)治理技术与其可行性分析

目前，工业中处理废水中重金属铅离子一般采用化学沉淀法和离

子交换法。另外，液膜法和生物吸附法是新兴的含铅废水的处理方法，目前处于研究阶段。

（1）化学沉淀法：化学沉淀法是目前使用较为普遍的方法。所用沉淀剂有：石灰、烧碱、氢氧化镁、纯碱以及磷酸盐，其中氢氧化物

沉淀法应用较多。此法是将离子铅转化为不溶性铅盐与无机颗粒一起

沉降，处理效果比较好，可以达到国家排放标准。但大量的铅盐污泥

不易处理，容易造成二次污染，且此法存在占地面积大、处理量小、

选择性差等缺点。

（2）离子交换法：离子交换法是利用离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理

的溶液中的离子进行交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间浓

度差和交换剂上的功能基对离子的亲和能力。离子交换法处理铅离子

是较为理想的方法之一，不但占地面积小、管理方便、铅离子脱除率

很高，而且处理得当可使再生液作为资源回收，不会对环境造成二次

污染。离子交换法的缺点是一次性投资比较大，且再生也存在一定的

困难。

（3）生物吸附法使用生物材料处理和回收含铅废水的技术是既简单又经济的治理方法，已经引起了人们的重视。生物材料对重金属天

然的亲和力，可用以净化浓度范围较广的铅离子废水以及混合的金属

离子废水。其优点有：①受pH值影响小；②不使用化学试剂；③污泥量极少；④无二次污染；⑤排放水可回用；⑥菌泥中金属可回收且菌

泥可用作肥料。生物吸附法将是废水深度处理常用的方法。

化学沉淀法由于容易产生二次污染，不符合绿色化学的宗旨，固

其处理虽能达标，但并不符合当今时代和实际的要求，不鼓励用于珠

三角地区铅污染的处理。珠三角地区由于土地价格高昂，因此对比下，选择占地面积小，管理方便，脱除率高的离子交换法结处理废水中的

铅较为符合实际情况。而在土壤中的铅污染适宜使用生物吸附法和植

物修复法，利用超富集植物对土壤中的铅进行富集，可有效的去除土

壤中的铅，再辅以微生物处理法，使得处理效果大大增加。

(二)汞(Hg)治理技术及其可行性分析

含汞废水主要来源于有色金属冶炼厂、化工厂、农药厂、造纸厂、

染料厂及热工仪器仪表厂等。从废水中去除无机汞的方法有硫化物沉

淀法、化学凝聚法、活性炭吸附怯、金属还原法、离子交换法和微生

物法等。一般偏碱性含汞废水通常采用化学凝聚法或硫化物沉淀法处

理。偏酸性的含汞废水可用金属还原法处理。低浓度的含汞废水可用

活性炭吸附法、化学凝聚法或活性污泥法处理，有机汞废水较难处理，通常先将有机汞氧化为无机汞，而后进行处理。

（1）还原法： NaBH4（硼酸钠）还原法：非金属还原剂——硼酸钠，

与汞反应后主要生成汞和偏硼酸、放出氢气。Hg2+＋BH4-＋2OH- = Hg↓＋3H2↑＋BO2-。金属还原法：凡是氧化还原电位低于Hg2+的，如Cu. Zn.

Fe. Mn. Mg..Al 等，可将相应的金属屑装成填料塔，置换废水中的

Hg2+离子。以铁为例： Fe＋Hg2+= Fe2+＋Hg↓

（2）硫化法：H2+＋S2- = HgS↓ 4Hg2+＋2S-＝Hg2S+HgS ↓＋Hg↓（3）吸附法：常采用活性炭为吸附剂，具体做法是首先用硫化钠使汞

离子转化为硫化汞沉淀析出，然后用活性炭吸附，这样处理过的净化

液所含的残余汞能达到国家规定的排放标准。

（4）离子交换法：将几种树脂装柱组成废水净化系列，这样含汞废水

通过几个交换柱后，出水中检不出汞。

（5）凝取沉淀法：向含汞废水中投加石灰，生成的Ca（OH）2对汞有凝聚吸附作用，在有三价铁离子存在的情况下，效果更好。用硫酸铝

作凝聚剂处理含汞废水，效果也较好。经凝聚沉淀后，出水水质含汞

量可降到0.05 m g/L以下。

（6）溶剂萃取法：目前，国外有采用三异辛胺一二甲苯对含汞废水进

行萃取，经萃取后，净化液中残留汞在0.017mg/L以下。

土壤中可给态汞可以被作物吸收利用而固定态汞则不能被作物吸

收但两者在一定条件下可互相转化因此对土壤中可给态汞含量进行调

节和控制使其转化成难溶性的汞化合物固定于土壤中而不易被作物吸

收通常的调节方法是增加抑制剂如有机肥料过磷酸钙和碳酸钙。最近Meng[25]等报道了用旧轮胎橡胶可固化污染土壤中的 2 价汞用乙酸浸提经旧轮胎橡胶固化的土壤沥滤液中汞的浓度可从未处理的 3 500 mg/kg降至34 mg/kg 这样可以抑制土壤汞进入植物。

植物修复发能减低土壤中汞的浓度，能彻底的改善土壤汞环境。研

究表明纸皮桦加拿大杨[26] 红树[27]等对土壤中汞的吸收及储存能

力强对Hg 污染的稻田改种苎麻可使土壤中的汞年净化率较种植水稻

的提高8 倍而且当土壤汞含量小于130 mg/kg时苎麻的产量和质量不

会受到影响[27] 这一技术不仅可以大量去除土壤汞还可美化环境并

且还能带来一定的经济效益它将是今后治理土壤汞及其它重金属污染

的最有前景的一种方法

(三)镉(Cd)治理技术及其可行性分析

现有对水环境中镉的去除技术主要有三大类:一是物理化学修复

技术; 二是植物修复技术; 三是生物修复技术。物理化学修复技术包

含了许多具体的处理方法, 如沉淀、溶剂萃取、离子交换、膜分离、

吸附、中和法、漂白粉氧化法、铁氧化沉淀法和金属还原法、电解法

等。植物修复技术, 是利用植物去除水环境中的镉, 降低水环境中的镉污染，是一种治理环境污染的新型技术, 成本低廉, 没有二次污染。含镉废水成分复杂, 处理达标要求又非常严格, 传统的物理化学法各有优缺点。其缺点表现为处理剂使用量大, 反应不易控制, 水质差, 回收贵金属难等。而生物法因能耗少, 成本低, 效率高, 而且容易操作, 最重要的是没有二次污染。

通过比较可知植物法和生物法作为一种很有前途的处理方法, 具有耗能少、效率高、无二次污染、处理费用较低等优点。但是从自然

界得到的菌种耐镉能力较差, 仅能处理含镉浓度低的废水, 无法实现工业化,应考虑进行生物强化。目前, 生物强化技术在废水处理中的应用范围在逐渐扩大。